Aço 1018 vs. 4140:a escolha entre dois grandes metais

Procurando a melhor classe de aço para o seu próximo projeto? Certamente existem muitos deles para escolher. Navegue pelo site de qualquer supermercado de metal on-line ou folheie as páginas do Machinery's Handbook, no entanto, e você pode ficar mais confuso do que quando começou. Não se preocupe. Identificamos duas das classes de aço mais comuns e populares - 1018 e 4140 - ambas com uma série de propriedades desejáveis. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre cada um.

Aço 1080:o resumo do baixo carbono

Um tipo de aço macio, o 1018 é um material ideal para uma variedade de aplicações diárias. Os usos comuns incluem:

• placas de montagem e suportes
• peças da bomba e eixos do motor
• barras de amarração
• placas de montagem
• alfinetes
• buchas e muito mais

Como todos os aços de baixo carbono (ou seja, aqueles com menos de 0,30%), o 1018 é prontamente usinado e soldado e, por ser relativamente macio, também pode ser estampado, crimpado e dobrado.

Também está entre os aços mais baratos, embora isso raramente seja um fator decisivo até que sejam necessários volumes de produção de peças semelhantes às automotivas. Talvez a maior diferença entre ele e o 4140 seja sua temperabilidade - onde o último pode ser tratado termicamente a 58 HRC ou mais, o 1018 é limitado ao endurecimento por camada - também conhecido como cementação - um processo que deixa as peças de aço de baixo carbono com um exterior duro e um núcleo relativamente macio.

Curiosidades sobre o aço 4140

É o maior teor de carbono do 4140 que torna isso possível. Vê aqueles dois últimos dígitos? Essa é a quantidade de carbono, que no caso de 4140 é de 0,40%. O aço 1018, por outro lado, contém 0,18% de carbono. Não parece muito, mas faz uma grande diferença para os metalúrgicos. Dê uma olhada no gráfico abaixo. Além do teor de carbono, pode parecer que 1018 e 4140 são basicamente os mesmos.

No entanto, este gráfico não conta toda a história. Como muitos outros “aços de liga”, o 4140 também contém pequenas quantidades de cromo e molibdênio (menos de 1% ou mais), dois elementos que agregam muito à mesa metalúrgica.

Elemento	Aço 1018	Aço 4140
Ferro	98,81-99,26%	96,79-97,78
Carbono	0,18%	0,40%
Manganês	0,60-0,90%	0,75-1,00%
Fósforo (max)	0,04%	0,035%
Enxofre (max)	0,05%	0,040%

Assim como os aços inoxidáveis ​​e as superligas, o cromo e o molibdênio tornam os metais mais fortes, duros e resistentes à corrosão. Por exemplo, a resistência à tração final do 4140 é aproximadamente a metade do aço 1018, assim como sua dureza Brinell no estado recozido. Além disso, a resistência à fadiga do 4140 é duas a três vezes maior que a do 1018, uma consideração importante para qualquer pessoa preocupada com a vida útil e durabilidade do produto. É chamado de aço cromo-molibdênio de alta resistência por um motivo.

Isso torna o 4140 uma excelente escolha para peças que exigem resistência ao impacto e resistência à torção. Bielas e virabrequins geralmente são feitos de 4140. Assim como muitas peças usadas na indústria madeireira, aplicações de petróleo e gás, máquinas-ferramentas, gabaritos, moldes e acessórios. Também é bastante usinável, embora não exatamente no nível de 1018. Na verdade, se o aço 4140 fosse tão soldável e moldável quanto sua contraparte de aço macio, haveria poucos motivos para escolher o último, mas é aqui que o 4140 fica aquém. Ele pode ser soldado, mas não tão prontamente quanto o 1018, e torna-se quebradiço sem os procedimentos corretos, como um tratamento térmico pós-soldagem.

Escolhas, escolhas

Então, onde isso deixa os designers e fabricantes de produtos? Como afirmado anteriormente, esses dois metais são populares por um motivo. Ambos oferecem benefícios distintos, bem como algumas diferenças distintas que podem afetar o preço e a função da peça acabada. O fresamento ou torneamento CNC de uma peça de trabalho 4140 exigirá velocidades de corte e taxas de avanço um pouco mais baixas do que uma feita de 1018. O desgaste da ferramenta também é um pouco maior ao usinar ligas de aço, embora qualquer diferença no preço final devido a tais considerações de usinagem seja certamente secundária ao funcionalidade e desempenho do produto.

Conforme observado, o 4140 é mais resistente e endurecível do que o 1018. Se a sua aplicação exigir uma peça de trabalho que seja “totalmente dura” e extremamente resistente a impactos, então o 4140 é uma escolha certa. É menos trabalhável a frio do que 1018, no entanto, tornando improvável uma junta estampada ou crimpada. E como mencionado, 1018 é o sonho de um soldador. O mesmo não pode ser dito para o 4140, embora tenha uma vantagem significativa em resistência à corrosão, calor e desgaste, graças ao seu maior teor de carbono e às pequenas quantidades de molibdênio e cromo presentes no aço 4140.

Ainda tem dúvidas? Uma maneira de resolver pelo menos alguns deles é fazer o upload do arquivo da peça em nosso site. Nossas ferramentas automatizadas de cotação fornecerão uma cotação e identificarão possíveis problemas de design. Outra maneira é ligar para um de nossos atendentes. Eles estão sempre disponíveis para ajudar em 877-479-3680 ou [email protected]. Todos têm uma vasta experiência na seleção de materiais e podem ajudar a orientá-lo na decisão certa para suas necessidades específicas (mesmo que isso signifique escolher um de nossos outros metais).

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